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智慧的力量——三峡升船机贝雷架吊装纪实【图】

(2012-05-03 10:01:48)
标签:

智慧

力量

三峡

贝雷架

升船机

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装配钢桥

双机抬吊

难题

杂谈

分类: 采风纪实
智慧的力量——三峡升船机贝雷架吊装纪实【图】

——三峡升船机贝雷架吊装纪实

图文|高山寒雪

 

在峡江两岸春风和煦、百花争艳的时节,三峡升船机迎来了贝雷架吊装如火如荼的施工高峰。一排排巨大的贝雷架如横空出世,规整有序地架设在高高耸立的筒体之间,成了三峡工地一道亮丽的风景线。

 

可能人们要问:贝雷架是何物?它有什么作用?是什么力量把贝雷架吊装到130多米高的筒体上的?带着这些疑问,笔者通过走访调查,答案渐渐清晰起来。

贝雷架因1938年英国工程师唐纳德·西·贝雷发明“贝雷桥”而得名。又称 装配式公路钢桥,由若干单元装配而成,我国俗称“321”公路钢桥,是我国的战备公路钢桥,可以用它拼接组装成很多构件、设备、桥梁和支撑体系。

三峡升船机筒体达到186.15米高程后,遇到了一个世界级施工难题,即在绝对高度136米、相距25.80米的两侧塔筒和凹槽之间,建立一个方便筒体封顶作业的施工平台,以便作业人员利用这个平台进行排架模板搭设和混凝土浇筑,形成顶部海拔高程为196米、连接左右筒体的顶部横梁。于是,经过专家和工程技术人员的反复论证,被称为装配式公路钢桥的贝雷架被首次应用到了三峡升船机。

2012年初,总重量达1743吨的贝雷架从西安被源源不断地运抵三峡升船机施工现场。这些零散的贝雷架单元将在地面进行分组拼装,然后用起吊手段把这些庞然大物一组组吊装到高达130多米的筒体和凹槽之间,组合建构成一个个施工作业平台。承担筒体土建施工的葛洲坝三峡分公司三峡指挥部和承担机电埋件任务的葛洲坝通航设备安装处,责无旁贷地成为贝雷架吊装的施工劲旅。自此,一道道贝雷架吊装的难题也纷至沓来,接踵而至。

 

难题之一:单台建塔额定起吊吨位满足不了贝雷架横梁吊装需要

 

三峡升船机被称为国内升船机施工的“科研项目”,其不确定因素层出不穷。升船机筒体共安装4台固定式建塔,左▽84平台两台,产自沈阳;右▽84两台,产自四川,臂长均为40米,最大起重量为16吨,幅度最大时起重吨位为6.3吨,随着吊钩变幅的缩短,起重吨位呈反比加大。

“当初做施工组织设计时,对贝雷架的认识不足,没有预见到吊装如此庞大和复杂的贝雷架可能遇到的种种难题,这对升船机施工来说是一个前无古人的新生事物。”主管贝雷架吊装的三峡指挥部副经理庄丹的一席话,道出了贝雷架吊装最令人纠结的问题。

根据现有四台建塔的技术参数,单台建塔的起吊吨位在49米起吊高差时仅为6.3吨(臂长40米幅度时),而升船机起吊高差经过计算为139米,实属罕见。单台建塔在139米高差时的额定起吊吨位仅为5.3吨,也就是说,必须在原额定起吊吨位的基础上减去1吨的钢丝绳重量。而贝雷架横梁经过组合装配,最重的达11.6吨。显然,单台建塔是无法满足贝雷架吊装需要的。唯一可行的办法就是采用“双机抬吊”的起吊方式。

所谓“双机抬吊”,顾名思义,就是用两台建塔同时吊一组贝雷架的起吊方法。这种起吊方法具有极大的风险性。首先,要求两台建塔相加的允许起吊吨位必须大于贝雷架实际重量的1.33倍;其次,起吊时必须协调一致,提升速度保持匀速同步,而两台建塔非同一制造商生产,技术参数有一定差异,给匀速提升带来了难度;再次,在起吊130多米高度内,建塔操作人员始终看不到被吊物,全靠分布在▽50、▽84、▽185等部位的8名指挥人员进行遥控指挥和协调,要求各指挥人员聚精会神,眼观六路,耳听八方;第四,两台建塔垂直起吊到一定高度后,要经过几次变幅和旋转环节,增加了难度和风险。

面对如此复杂和艰巨的困难,工程技术人员没有被难住。他们通过精确计算,制定出了详细完善的“双机抬吊”吊装方案,并组织有关人员进行技术交底和岗前培训,多次进行模拟起吊,以如履薄冰、如临深渊的审慎态度,沉着指挥,悉心协调,终于完成了一次次吊装任务。截止到423日,吊装总重量达到1525.2吨,占贝雷架总重量1743吨的93.3%

 

难题之二:吊点选择正确与否关乎起吊安全风险大小

 

三峡升船机贝雷架是一个非常复杂的系统,其中贝雷架横梁共有11个轴间横梁和2个平台板横梁,轴间横梁长度为25.50米,平台板横梁位于筒体凹槽部位,长度为33米。“双机抬吊”的首要工作,就是如何选择最佳吊点。按照正常起吊,最佳吊点的选择相对简单。但三峡升船机受建塔变幅、额定起吊吨位和起重空间的影响,吊点的选择颇为令人纠结:吊点靠近最佳吊点,建塔额定起重吨位达不到起吊要求;吊点靠近两侧,贝雷架因超长而容易产生变形、扭曲和侧翻,吊装存在极大风险。

为了既满足起吊吨位的要求,又要保证起吊安全,三峡分公司副总经理、三峡指挥部经理滕东海可谓殚精竭虑,彻夜难眠,他多次召开专题会研究吊装方案,组织设备管理人员、建塔操作人员和起重指挥人员一起商量对策,研究具体实施步骤,发动大家展开讨论,集中群体的智慧。有时,为了一个细节,大家据理力争,互不相让,争论的面红耳赤,正是由于大家的激烈的“争吵”,才使吊装方案日趋完善,万无一失。经过大家的准确计算,最后把建塔变幅锁定在30米以内的位置,把两台建塔的钩距锁定在19米左右,提升速度保持在10/分钟左右,同时利用载人升降机进行人工同步监控,以保证贝雷架在139米的起吊过程中始终保持水平状态。

智慧的力量是无穷的。2012220日,升船机船厢室鞭炮齐鸣,气氛热烈,在经过了充分准备之后,第一跨长25.50米、重11.6吨的贝雷架移动平台横梁在众人注目之下,平稳而匀速徐徐上升,经过10多分钟运行,安全顺利地吊装就位。这是各级领导、指挥人员、操作人员、起重作业人员相互协调、密切配合、措施到位、步调一致的结果。在接下来的吊装中,大家信心百倍,总结经验,完善方案,使“双机抬吊”技术日臻成熟,吊装速度也不断加快。

 

难题之三:贝雷架横梁的长度大于塔筒之间的距离

 

升船机共有11个单元贝雷架横梁,每一个单元的贝雷架数量不等。贝雷架横梁长度多为33米,而1#2#3#4#塔筒之间的物理距离是25.80米,减去塔筒两侧各2米宽的“走道板”,塔筒容许吊装的有效距离仅为21.80米,比贝雷架横梁长度少了11.20米,在如此狭窄的空间从事吊装作业,意味着一场新的挑战由此展开。

千难万难难不倒充满智慧的三峡指挥部工程技术人员。首先,他们将长为33米的贝雷架横梁,用自制的“拖平”运抵▽50米的船厢室,并将贝雷架与船厢室纵轴呈最佳角度摆放,两台建塔的变幅锁定在30米,大钩落在最佳的钩距,绳索、吊具做到万无一失后,然后进行匀速起吊。当起吊高度达到139米脱离障碍物后,两台建塔再进行变幅、旋转,使贝雷架横梁与船厢室纵轴调整至垂直方向,然后落钩就位。这个过程必须在高度协调的情况下才能完成。

然而,当一组组贝雷架横梁被吊装到位后,新的矛盾又出现了:已经吊装就位的贝雷架横梁成了下次吊装的障碍,也就是说,已经吊装就位的贝雷架横梁所形成的狭窄空间已经无法通过长达33米的贝雷架。于是,工程技术人员大胆创新,提出了先减少贝雷架长度进行起吊,脱离约束区后,再把贝雷架横梁加长的吊装方案。方案经过批准后,他们先把把贝雷架横梁缩短为30米进行起吊,脱离约束区后,再在一头接上3米长的单件,尔后再吊装就位。再后来,连30米的横梁也无法通过了,他们又把横梁缩短为27米。

在实际吊装过程中,情况要比笔者叙述的复杂的多,每一组贝雷架的组合结构、重量、宽窄、长度都有很大的区别,除了“双机抬吊”还有“单钩单吊”,除了横梁,还有纵梁(连系梁),可以说,每次吊装都要经过精心策划和精确计算,在计算机上进行模拟操作,用最先进的方法和最科学的手段保证吊装成功。可以说,每次吊装的过程就是精心组织、精心指挥、齐心协力、协同作战的过程,是群体智慧升华的过程。

为了做好组织、指挥和协调工作,确保贝雷架安全、快速、准确的吊装,实现升船机筒体预期封顶的目标,三峡指挥部成立了贝雷架吊装专门工作小组,工作小组的同志虽家在咫尺,却有一个多月没有回家休息。正是他们这种勇于拼搏和无私奉献的精神,才使打造世界一流升船机的目标成为可能。

如果说,三峡升船机彰显的是一座丰碑的话,那么,葛洲坝人的智慧所彰显的就是一种力量。事实证明,不管做任何事,只要大家把个人的智慧融为一体,就是大智慧;把个人的力量凝聚在一起,就是不可战胜的力量。

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